專利名稱：無線功率傳輸系統(tǒng)、無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及無線功率傳送的技術(shù)領域，尤其涉及一種利用聚焦超音波來達到無線功率傳送的無線功率傳輸系統(tǒng)及其無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置。
背景技術(shù)：
就目前而言，已有利用RF信號來進行無線功率傳輸?shù)募夹g(shù)，例如美國專利US 7068991號就有探討這類的技術(shù)及其應用。然而，RF信號在生物醫(yī)學方面的應用(例如應用于植入式醫(yī)學裝置)有其限制。 主要原因有三個，其中一個原因，是RF信號所產(chǎn)生的電磁波可能對生物有害。而另一個原因，是RF信號在一般的頻率范圍內(nèi)(例如3KHf300MHz)無法做近距離(例如1公尺以內(nèi)) 聚焦。第三個原因，是RF信號在超高頻(例如300MHz以上)時其信號易被物質(zhì)吸收而不易傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種無線功率傳送裝置，其能提高無線功率傳輸?shù)男剩疫m于生物醫(yī)學方面的應用。本發(fā)明另提供一種無線功率接收裝置，其適合與上述的無線功率傳送裝置搭配使用。本發(fā)明再提供一種無線功率傳輸系統(tǒng)，其包括有上述的無線功率傳送裝置與上述的無線功率接收裝置。為達上述目的，本發(fā)明提出一種無線功率傳送裝置。其用以與無線功率接收裝置搭配使用。此無線功率傳送裝置包括有信號產(chǎn)生器與超音波輸出單元。超音波輸出單元用以依據(jù)信號產(chǎn)生器所輸出的信號而產(chǎn)生并輸出聚焦超音波，以便上述無線功率接收裝置接收聚焦超音波而據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的超音波輸出單元具有至少一個超音波輸出探頭。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的超音波輸出單元是采用單一超音波輸出探頭， 以便以固定聚焦方式進行輸出聲場的控制。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的超音波輸出單元是采用多個超音波輸出探頭， 以便以動態(tài)聚焦方式進行輸出聲場的控制。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的超音波輸出單元還包括有透鏡。此透鏡用以將超音波輸出探頭所輸出的超音波轉(zhuǎn)換成上述的聚焦超音波。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的無線功率傳送裝置還包括有功率放大器。此功率放大器耦接于信號產(chǎn)生器與超音波輸出單元之間，用以放大信號產(chǎn)生器所產(chǎn)生的信號。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的無線功率傳送裝置還包括有編碼器。此編碼器用以輸出編碼數(shù)據(jù)至信號產(chǎn)生器，以便信號產(chǎn)生器依據(jù)此編碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生編碼過的信號。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的無線功率傳送裝置還包括有控制單元。此控制單元用以控制上述的編碼器產(chǎn)生上述的編碼數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明另提出一種無線功率接收裝置，其包括有超音波接收單元與功率轉(zhuǎn)換單元。超音波接收單元用以接收無線功率傳送裝置所輸出的聚焦超音波，并據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量。而功率轉(zhuǎn)換單元用以將超音波接收單元所輸出的電能量進行功率轉(zhuǎn)換，以提供給后端電路使用。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的超音波接收單元具有至少一個超音波接收探頭。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的超音波接收單元是采用單一超音波接收探頭， 以便以固定聚焦方式進行接收聲場的控制。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的超音波接收單元是采用單一超音波接收探頭， 以便以固定聚焦方式進行接收聲場的控制。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的無線功率接收裝置還包括有譯碼器。此譯碼器用以對功率轉(zhuǎn)換單元的輸出信號進行譯碼，以取得譯碼數(shù)據(jù)，并提供此譯碼數(shù)據(jù)給后端電路，以便后端電路根據(jù)此譯碼數(shù)據(jù)進行對應的操作。在本發(fā)明的一個實施例中，所述的無線功率接收裝置還包括有能量儲存單元。此能量儲存單元用以儲存功率轉(zhuǎn)換單元所輸出的電能量，以便進一步供應給后端電路使用。另外，本發(fā)明再提出一種無線功率傳輸系統(tǒng)，其包括有無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置。無線功率傳送裝置又包括有信號產(chǎn)生器與超音波輸出單元。超音波輸出單元用以依據(jù)信號產(chǎn)生器所輸出的信號而產(chǎn)生并輸出聚焦超音波。而無線功率接收裝置又包括有超音波接收單元與功率轉(zhuǎn)換單元。超音波接收單元用以接收聚焦超音波，并據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量。而功率轉(zhuǎn)換單元則用以將超音波接收單元所輸出的電能量進行功率轉(zhuǎn)換，以提供給后端電路使用。本發(fā)明無線功率傳輸系統(tǒng)、無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置利用聚焦超音波來進行無線功率傳輸。由于聚焦超音波在空間中有明確的能量傳送位置，因此可將能量集中于接收裝置，提升無線功率傳輸?shù)男?。此外，由于超音波不具輻射性，因此適用于生物醫(yī)學方面的應用(例如應用于植入式醫(yī)學裝置)。另外，聚焦超音波也可用來傳輸信息， 達到更多方面的應用。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1為本發(fā)明所提供的一個實施例的無線功率傳輸系統(tǒng)的框圖。圖2為本發(fā)明的超音波輸出探頭的側(cè)視剖面圖。主要元件符號說明
120 無線功率傳送裝置 122 控制單元124 編碼器 126 信號產(chǎn)生器 128 功率放大器 130 超音波輸出單元 130-1 超音波輸出探頭 130-2 透鏡
140 無線功率接收裝置 142 超音波接收單元 142-1 超音波接收探頭 144 功率轉(zhuǎn)換單元 146 譯碼器 148 能量儲存單元 160 后端電路。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的無線功率傳輸系統(tǒng)、無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置其具體實施方式
、方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例詳細說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術(shù)手段及功效有一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。圖1為本發(fā)明所提供的一個實施例的無線功率傳輸系統(tǒng)的框圖。如圖1所示，此無線功率傳輸系統(tǒng)包括有無線功率傳送裝置120與無線功率接收裝置140，而此無線功率傳輸系統(tǒng)用以提供后端電路160所需的電能量(即操作電源)。無線功率接收裝置140與后端電路160可以是再進一步整合成一個裝置，例如是整合成植入式醫(yī)學裝置。以下將進一步說明無線功率傳送裝置120與無線功率接收裝置140的實現(xiàn)方式。無線功率傳送裝置120主要包括有信號產(chǎn)生器126與超音波輸出單元130。超音波輸出單元130用以依據(jù)信號產(chǎn)生器1 所輸出的信號而產(chǎn)生并輸出聚焦超音波。而此超音波輸出單元130具有至少一個超音波輸出探頭(如標示130-1所示)。假若超音波輸出單元130是采用單一超音波輸出探頭，便可采用固定聚焦方式來進行輸出聲場的控制。而若超音波輸出單元130是采用多個超音波輸出探頭，那么便可采用動態(tài)聚焦方式來進行輸出聲場的控制。此外，若超音波輸出單元130是采用多個超音波輸出探頭，那么這些超音波輸出探頭可以是以一維陣列的方式來排列，或是以二維陣列的方式來排列。相較于傳統(tǒng)的超音波輸出探頭的輸出端為一個平面，本發(fā)明所采用的超音波輸出探頭的輸出端具有弧形凹陷，以便產(chǎn)生聚焦超音波，如圖2所示。請參考圖2，其為本發(fā)明的超音波輸出探頭的側(cè)視剖面圖。請再參考圖1，而若超音波輸出單元130是采用傳統(tǒng)的超音波輸出探頭，那么超音波輸出單元130便需額外采用透鏡(如標示130-2所示)，以便利用此透鏡130-2將超音波輸出探頭130-1所輸出的超音波轉(zhuǎn)換成上述的聚焦超音波。
較佳地，無線功率傳送裝置120還可進一步采用功率放大器128，并將此功率放大器1 耦接于信號產(chǎn)生器126與超音波輸出單元130之間，以便利用此功率放大器1 放大信號產(chǎn)生器126所產(chǎn)生的信號。此外，當需利用聚焦超音波傳輸數(shù)據(jù)或信息時，那么無線功率傳送裝置120也可進一步采用編碼器124，以便利用此編碼器IM輸出編碼數(shù)據(jù)至信號產(chǎn)生器126，使得信號產(chǎn)生器1 可以依據(jù)此編碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生編碼過的信號。甚至，無線功率傳送裝置120還可進一步采用控制單元122，以便利用此控制單元122控制編碼器IM產(chǎn)生上述的編碼數(shù)據(jù)。至于無線功率接收裝置140，其主要包括有超音波接收單元142與功率轉(zhuǎn)換單元 144。超音波接收單元142用以接收無線功率傳送裝置120所輸出的聚焦超音波，并據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量。而功率轉(zhuǎn)換單元144則用以將超音波接收單元142所輸出的電能量進行功率轉(zhuǎn)換，以提供給后端電路160使用。此超音波接收單元142具有至少一個超音波接收探頭 (如標示142-1所示)。假若超音波接收單元142是采用單一超音波接收探頭，便可采用固定聚焦方式來進行接收聲場的控制。而若超音波接收單元142是采用多個超音波接收探頭，那么便可采用動態(tài)聚焦方式來進行接收聲場的控制。此外，若超音波接收單元142是采用多個超音波接收探頭，那么這些超音波接收探頭可以是以一維陣列的方式來排列，或是以二維陣列的方式來排列。較佳地，若是在無線功率傳送裝置120中采用編碼器124，使得無線功率傳送裝置 120所輸出的聚焦超音波中也載有編碼器產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)，那么無線功率接收裝置140中可進一步采用譯碼器146，以對應進行譯碼操作。也就是說，可以利用此譯碼器146對功率轉(zhuǎn)換單元144的輸出信號進行譯碼，以取得譯碼數(shù)據(jù)。如此，譯碼器146便可提供此譯碼數(shù)據(jù)給后端電路160，以便后端電路160根據(jù)此譯碼數(shù)據(jù)進行對應的操作。當然，無線功率接收裝置140還可進一步采用能量儲存單元148，以便利用此能量儲存單元148儲存功率轉(zhuǎn)換單元144所輸出的電能量，進而能進一步供應給后端電路160使用。綜上所述，本發(fā)明利用聚焦超音波來進行無線功率傳輸。由于聚焦超音波在空間中有明確的能量傳送位置，因此可將能量集中于接收裝置，提升無線功率傳輸?shù)男?。此夕卜，由于超音波不具輻射性，因此適用于生物醫(yī)學方面的應用(例如應用于植入式醫(yī)學裝置)。另外，聚焦超音波也可用來傳輸信息，達到更多方面的應用。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線功率傳送裝置，用以與無線功率接收裝置搭配使用，其特征是所述無線功率傳送裝置包括信號產(chǎn)生器；以及超音波輸出單元，依據(jù)所述信號產(chǎn)生器所輸出的信號而產(chǎn)生并輸出聚焦超音波，以便所述無線功率接收裝置接收所述聚焦超音波而據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線功率傳送裝置，其特征是所述超音波輸出單元具有至少一超音波輸出探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線功率傳送裝置，其特征是所述超音波輸出單元采用單一超音波輸出探頭，以便以固定聚焦方式進行輸出聲場的控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線功率傳送裝置，其特征是所述超音波輸出單元是采用多個超音波輸出探頭，以便以動態(tài)聚焦方式進行輸出聲場的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線功率傳送裝置，其特征是所述超音波輸出單元還包括透鏡，所述透鏡用以將所述超音波輸出探頭所輸出的超音波轉(zhuǎn)換成所述聚焦超音波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線功率傳送裝置，其特征是所述無線功率傳送裝置還包括功率放大器，耦接于所述信號產(chǎn)生器與所述超音波輸出單元之間，用以放大所述信號產(chǎn)生器所產(chǎn)生的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線功率傳送裝置，其特征是所述無線功率傳送裝置還包括編碼器，用以輸出編碼數(shù)據(jù)至所述信號產(chǎn)生器，以便所述信號產(chǎn)生器依據(jù)所述編碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生編碼過的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無線功率傳送裝置，其特征是所述無線功率傳送裝置還包括控制單元，用以控制所述編碼器產(chǎn)生所述編碼數(shù)據(jù)。
9.一種無線功率接收裝置，用以與無線功率傳送裝置搭配使用，其特征是所述無線功率接收裝置包括超音波接收單元，用以接收所述無線功率傳送裝置所輸出的聚焦超音波，據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量；以及功率轉(zhuǎn)換單元，用以將所述超音波接收單元所輸出的電能量進行功率轉(zhuǎn)換，以提供給后端電路使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線功率接收裝置，其特征是所述超音波接收單元具有至少一個超音波接收探頭。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線功率接收裝置，其特征是所述超音波接收單元是采用單一超音波接收探頭，以便以固定聚焦方式進行接收聲場的控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線功率接收裝置，其特征是所述超音波接收單元是采用多個超音波接收探頭，以便以動態(tài)聚焦方式進行接收聲場的控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線功率接收裝置，其特征是所述無線功率接收裝置還包括譯碼器，用以對所述功率轉(zhuǎn)換單元的輸出信號進行譯碼，以取得譯碼數(shù)據(jù)，并提供所述譯碼數(shù)據(jù)給所述后端電路，以便所述后端電路根據(jù)所述譯碼數(shù)據(jù)進行對應的操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線功率接收裝置，其特征是所述無線功率接收裝置還包括能量儲存單元，用以儲存所述功率轉(zhuǎn)換單元所輸出的電能量，以便進一步供應給所述后端電路使用。
15.一種無線功率傳輸系統(tǒng)，其特征是其包括 無線功率傳送裝置，包括信號產(chǎn)生器；以及超音波輸出單元，依據(jù)所述信號產(chǎn)生器所輸出的信號而產(chǎn)生并輸出聚焦超音波；以及無線功率接收裝置，包括超音波接收單元，用以接收所述聚焦超音波，并據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量；以及功率轉(zhuǎn)換單元，用以將所述超音波接收單元所輸出的電能量進行功率轉(zhuǎn)換，以提供給后端電路使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線功率傳輸系統(tǒng)，其包括無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置。無線功率傳送裝置包括有信號產(chǎn)生器與超音波輸出單元。超音波輸出單元用以依據(jù)信號產(chǎn)生器所輸出的信號而輸出聚焦超音波，以便無線功率接收裝置接收聚焦超音波而據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量。而無線功率接收裝置包括有超音波接收單元與功率轉(zhuǎn)換單元。超音波接收單元用以接收上述無線功率傳送裝置所輸出的聚焦超音波，并據(jù)以轉(zhuǎn)換成電能量。而功率轉(zhuǎn)換單元用以將超音波接收單元所輸出的電能量進行功率轉(zhuǎn)換，以提供給后端電路使用。本發(fā)明還涉及一種無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置。本發(fā)明無線功率傳輸系統(tǒng)、無線功率傳送裝置與無線功率接收裝置適于生物醫(yī)學方面的應用。
文檔編號G10K11/26GK102546031SQ20111011356
公開日2012年7月4日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者李百祺 申請人:李百祺